姚永亮
【摘要】不等式在高中的數(shù)學教學中有非常重要的地位和作用,對學生數(shù)學思想的培養(yǎng)和思維能力的訓練起著非常關(guān)鍵的作用.高中數(shù)學教學研究的基本問題是“教什么”和“怎么教”,或者說,“教學生什么”永遠比“怎么教學生”重要,我們教學的形式理應服務于教學的內(nèi)容.因此,要改進當前不等式教學中的諸多問題和弊端,真正地使學生理解和掌握不等式的相關(guān)知識,并在不等式的學習中,逐漸領(lǐng)悟數(shù)學思想,培養(yǎng)自己的思維能力和創(chuàng)新意識,促進自身的全面發(fā)展和素質(zhì)的不斷提高.
【關(guān)鍵詞】不等式;一題多解;數(shù)學教學
培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力是全面培養(yǎng)數(shù)學能力的主要途徑.數(shù)學是思維的體現(xiàn),解決問題是學習數(shù)學的目的.但過多過密盲目地解題,不僅不會促進思維能力的發(fā)展、技能的形成,反而易使學生疲勞、興趣降低,窒息學生的智慧,只有“聞一以知十”解題,才能激發(fā)學生濃厚的學習興趣,促進他們思維的發(fā)展.一題多解無疑是激發(fā)學生興趣,開拓思路,培養(yǎng)思維品質(zhì)和應變能力的一種十分有效的方法.下面將以一典型例題來談談“一題多解”在高中教學中的神奇效果.
例 設a,b∈R+,a+b=1,求證:1a+1b≥4.
此題是一個內(nèi)涵豐富的不等式最值問題,問題中a+b=1這個條件,由于常數(shù)1的特殊性,我們會產(chǎn)生許多的聯(lián)想:(1)用a+b去乘任何數(shù)或式子,都不會改變它們的值;(2)利用三角函數(shù)進行換元;(3)構(gòu)造函數(shù)等.這樣,我們就可以揭開此題“神秘的面紗”了.
解法1:
由于a,b∈R+,利用均值定理a+b≥2ab(當且僅當a=b時等號成立),則:
∵a+b≥2ab即2ab≤1,
∴ab≤14即ab≤a+b4,
∴a+bab≥4即1a+1b≥4.
解法2:
1a+1b=a+ba+a+bb=2+ba+ab≥2+2ba·ab=4(當且僅當a=b=12時等號成立).
解法3:
由于a,b∈R+,根據(jù)柯西不等式,得1a+1b=1a+1ba+b=[(a)2+(b)2]1a2+1b2≥a×1a+b×1b2=4
當且僅當a1a=b1b即a=b=12時等號成立.
解法4:
根據(jù)sin2α+cos2α=1,利用換元法得:
令a=cos2α,b=sin2α,則:
1a+1b=1cos2α+1sin2α=sin2α+cos2αsin2α·cos2α=114sin22α=4sin22α≥4
(當且僅當sin22α=12α=π2+kπα=π4+k[]2π,即a=b=12時等號成立).
解法5: